免费文献传递   相关文献

伊犁绢蒿根系贮存性营养物质和渗透调节物质季节变化及对刈割强度的响应



全 文 :伊犁绢蒿根系贮存性营养物质和渗透调节物质
季节变化及对刈割强度的响应
侯钰荣1 , 2 ,安沙舟1 ,侯玉林3 ,陈乐宁1
(1.新疆农业大学草业与环境科学学院,西部干旱荒漠区草地资源与生态实验室 ,新疆草地资源与生态重点实验室 ,
乌鲁木齐 830052;2.新疆畜牧科学院草业研究所 ,乌鲁木齐 830000;3.新疆通用航空有限责任公司 ,新疆石河子 832000)
摘 要:【目的】通过小区控制刈割试验 , 研究及了解不同刈割强度对伊犁绢蒿根系贮存性营养物质及渗透调
节物质的影响。【方法】分别用蒽酮比色法 、茚三酮比色法 、考马斯亮蓝法测定伊犁绢蒿根系可溶性糖 、淀粉 、
脯氨酸 、可溶性蛋白含量。【结果】(1)伊犁绢蒿根系随季节变化 , 可溶性糖呈“双峰曲线”变化 ,淀粉呈倒“S”变
化 ,游离脯氨酸呈不规则“单峰曲线”变化 , 可溶性蛋白呈“微波浪曲线”变化 , 且各种处理出现的峰值时间相
同;(2)伊犁绢蒿根系可溶性糖和淀粉变化趋势相反 , 在营养物质积累前(9 月 15 日以前)呈互补状态 ,但淀粉
含量比可溶性糖含量高;(3)伊犁绢蒿根系对贮存营养物质和渗透调节物质的响应均存在滞后性 ,相比而言 ,
可溶性蛋白的滞后时间最短;(4)刈割强度在各处理间均有显著性影响(P<0.05),有些差异达极显著(P <
0.01)。【结论】刈割强度对伊犁绢蒿根系的生理抗性有很大影响。
关键词:根系;刈割强度;季节变化;响应;伊犁绢蒿;贮存性营养物质;渗透调节物质
中图分类号:S545   文献标识码:A   文章编号:1001-4330(2011)05-0923-08
收稿日期:2011-03-29
基金项目:教育部高等学校博士学科点专项科研基金项目(20096504110002);新疆草地资源与生态重点实验室开放课题项目(XJDX0209-
2007-05)
作者简介:侯钰荣(1982-),女 ,新疆玛纳斯人 ,博士研究生 ,研究方向为天然草地及生态 ,(E-mail)houyurong0994@126.com
通讯作者:安沙舟(1956-),男 ,陕西富平人 ,教授 ,博士 ,博士生导师 ,研究方向为草地资源与生态 ,(E-mail)xjasz@126.com
Season Change and Response on Stored Nutrition Matter and Osmosis
Regulating Substances of Mowing Intensities on
Roots in Seriphidum transiliense
HOU Yu-rong1 , 2 ,AN Sha-zhou1 ,HOU Yu-lin3 ,CHEN Le-ning1
(1.College of Grassland and Environment Science , Xinjiang Agricultural University , Western Arid Region
Grassland Resources and Ecology Key Laboratory , Key Laboratory of Grassland Resources and Ecology of Xinjiang ,
Urumqi 830052 , China;2.Grassland Research Institute , Xinjiang Academy of Animal Sciences , Urumqi 830000 ,
China;3.Xinjiang General Airlines , Shihhotze Xinjiang 832000 , China)
Abstract:【Objective】An experiment was carried out to research the response of mowing intensity of roots in
Seriphidum transiliense , which is mainly contained in nutrition storage substance and osmosis regulating substance.
【Method】The experiment uses anthrone colorimetry , ninhydrin colorimetry , coomassie brilliant blue colorimetry
respectively to determinate water soluble sugar , starch , praline soluble protein.【Result】(1)The water soluble sugar
in the roots of S.transiliense had the seasonal dynamic changes , that is “double-peak curve” dynamic changes ,
the starch has a “ inverted S” dynamic changes , the free praline has a irregular “ single -peak curve” dynamic
changes , the soluble protein has a “microwave curve” dynamic changes , and the peak of occurring at the same time
in all treatments;(2)The change trend of the water soluble sugar and starch is opposite in the roots of S.
transiliense.Before the nutrition substance accumulats (15 September)it presents a complementary state , but
starch content is higher than water soluble sugar.(3)The response of nutrition substance and osmosis regulating
substance all have hysteretic property , and compared with that the soluble protein , it has a shorter hysteretic
property.(4)The indexes in different mowing intensity have a significant difference (P <0.05), and some have
extremely significant differences (P <0.01).【Conclusion】Mowing intensity has a significant effect on
physiological fastness of the roots of Seriphidum transiliense.
新疆农业科学 2011 ,48(5):923-930
Xinjiang Agricultural Sciences
                            
Key words:root;mowing intensity;season change;response;Seriphidum transiliense;nutrition storage
substance;osmosis regulating substance
0 引 言
【研究意义】根系是植物吸收水分 、养分 、转化和储藏营养物质的重要器官[ 1] ,也是植物从土壤中获
取水分和营养元素的主要途径 ,根系吸收水分和营养元素的功能与叶片吸收碳功能同样重要[ 2] ,是其形
态和分布直接反映植被对立地的利用状况[ 3] ,对植被生长具有决定作用[ 4 ,5] 。天然草原地下生物量受
降水和地温的影响[ 6 , 7] ,同时 , 外界干扰(放牧或刈割)对植物地下根系影响也很重要。伊犁绢蒿
(Seriphidum transiliense)属于菊科绢蒿属植物 ,在新疆集中分布于北疆地区的平原与低山 ,是当地主要的
春秋放牧场牧草 。由于生态环境脆弱 、自然条件差 ,再加上缺乏管理 、过度放牧等人为因素 ,致使该类草
地退化严重。【前人研究进展】目前 ,对牧草根系研究的主要有:不同放牧强度对植物地下部分生长的影
响以及地下部分在植物体中的分配比例 ,结果说明放牧减少了根的生长和生物量[ 8 ,9] 。同时 ,Dormmar
等[ 10]的研究表明植物的地下生物量随放牧强度的增加而减少。Eddy 等[ 11]在美国发现 ,无论是高草原 、
混生草原 、还是矮草草原和荒漠草原 ,放牧草地其地下生物量主要集中在 0 ~ 10 cm 土层 。王艳芬等[ 12]
指出 ,放牧明显地影响着草原植物地下 、地上生物量及其比例以及光合产物在地上 、地下部位的分配;迟
文峰等[ 13]指出 ,刈割次数与紫花苜蓿根系中可溶性糖含量呈显著负相关。章家恩等[ 14]指出 ,在刈割初
期 ,重刈割处理下柱花草根系总长 、总表面积 、平均直径及根系活力显著下降;但在中后期 ,刈割处理的
牧草根系形态 、活力可恢复到更高的水平 。郭正刚等[ 15]研究表明 ,刈割抑制紫花苜蓿主根的纵向(垂
直)生长 ,而促进其横向(直径)生长 ,并使紫花苜蓿侧根发生总数减少;随着刈割次数的增加 ,侧根集中
分布在土壤表层的比例也增加 。由于植物是一个整体协调的生命系统 ,牧草地上部刈割势必对地下部
根系生长及其活力造成影响。但国内外就刈割对牧草生长的影响多限于地上部分的研究 ,而对其地下
部分的研究还很不够。【本研究切入点】目前 ,对伊犁绢蒿的研究主要集中在地上部分的再生规
律[ 16 ~ 19] 、生理特性[ 20]等方面 ,对地下根系的生理生态研究报道较少 ,因此 ,伊犁绢蒿根系在不同刈割强
度下其关键的贮存性营养物质和渗透调节物质季节间变化有待研究 。【拟解决的关键问题】重点探讨伊
犁绢蒿根系在不同刈割强度下生理变化及生态适应性 ,寻找出其动态变化规律 ,以及它们之间的相互关
系 ,揭示伊犁绢蒿根系对刈割强度的生理响应和生态适应性 。
1 材料与方法
1.1 研究区概况
研究区位于新疆乌鲁木齐市米东区芦草沟乡石人沟村的低山丘陵 ,地理位置 E 87°46′~ 87°47′,N
43°49′~ 43°53′,海拔840 ~ 1 110 m。年平均气温 6.4℃;降水 236 mm ,四季分配不均 ,春季降雨占全年的
30%;夏季气温高 ,蒸发量也大;冬季寒冷漫长 ,积雪较厚。土层深厚 ,为黄土覆盖的荒漠土。据有关论
文提供[ 21] :土壤 pH值为8.7 ,有机质为 16.058 0 g/kg ,全氮为 2.512 8 g/kg ,全磷为 0.025 48 g/kg ,全钾
为5.761 91 g/kg 。从 2008年 4月挖取根系剖面来看 ,土层较深且较坚硬 ,主根系主要集中在 0 ~ 20 cm ,
须根最长可达 1.8 ~ 2.0 m ,分布散乱 ,没有规律性 ,且不易从土壤中分辨出来。研究区地带性植被为蒿
类半灌木荒漠 ,春季有短生 、类短生植物发育 ,生产上作春秋“草场”利用 ,但利用较轻 ,样地内植株没有
形成长的根茎 , 根基木质化程度小 。根据调查 ,样地内伴生优势植物为伊犁绢蒿 ,伴生种有木地肤
(Kochia prostrata)、角果藜(Ceratocarpus arenarius)、叉毛蓬(Petrosimonia sibirica)等 ,春季有庭荠(Alyssum
desertorum)、涩芥(Malcolmia africana)、四齿芥(Tetracme quadricornis)、毛梗顶冰花(Gagea albertii)、伊犁郁
金香(Tulipa iliensis)等短生 、类短生植物发育 。研究区于 2008年4月中旬进行围栏保护。
1.2 方法
在研究区选择较平坦地段 ,根据伊犁绢蒿生长特性 ,设置 4个不同刈割高度处理 ,每处理包括 5个
重复 ,每个重复(样方)为 4 m×5 m ,样方四周间隔 0.5 m 作为保护行 。4个处理分别为不刈割(CK)、留
茬5 cm(C5)、留茬 2 cm(C2)、留茬 0 cm(C0)。采样时间为 2008年 5 ~ 11月 ,每 30 d采样一次 ,处理时间
及次数见表1中“ +” ,采样次数及时间见表 1中“ #” 。
刈割原则:试验在 2008年 4月 27日进行第一次刈割 ,以后整个春季时间内直到伊犁绢蒿再生高度
·924·               新疆农业科学                 48卷
超过试验预期处理高度后 ,再对其进行第二次刈割处理;若第一次刈割后 ,整个春季内其生长高度都没
有达到试验预期处理高度 ,则不再对其进行刈割。秋季(10月 23日刈割)和春季处理方式相同 。
野外采样:(1)时间要求:整个采样时间控制在 3 h以内完成(所有样品都放进冰盒中保存 ,冰盒底
部有冰袋 ,冰盒内温度≤4℃),以减小采样过程中由于时间过长造成的误差;(2)采样要求:野外采用挖
取整株的方法(地上部分+地下深度 20 cm以内),为保证重复间取样的均匀性 ,在挖取单株时 ,每个样
方选取4 ~ 6株大小不一的株体 ,将样品放进保鲜袋中带回实验室处理。
室内样品处理:室内先将植株体上土分轻轻抖掉 ,之后进行分株(分株过程中将往年的枯枝全部去
除),将根(根基+地下部分)从株体上分离出来 ,不同刈割强度分别装袋 、标记后放入烘箱 105℃杀青 30
min ,再60℃烘 48 h ,之后各部分粉碎过 0.4 mm筛 ,留作室内分析 。
图 1 样方设置
Fig.1 The quadrats assignment
1.3 测定内容及方法
1.3.1 内容
可溶性糖 、淀粉 、脯氨酸 、可溶性蛋白。
1.3.2 方法
各指标提取具体步骤参考《植物生理学实验指导》(邹琦[ 22])和《植物生理生化实验原理和技术》(李
合生[ 23])的方法进行测定 ,略有改动 。不同处理均重复 3次 ,比色时均在紫外分光光度计下进行 。
1.3.3 数据处理
运用 SPSS15.0软件 ,采用单因素方差分析(One-way ANOVA)比较刈割强度在各处理间的差异
性;用 Excel完成制图过程 。
2 结果与分析
2.1 可溶性糖的动态变化分析
5月 15日 ~ 7月 15日可溶性糖含量都有一个缓慢地增加趋势 ,7月 15日出现一个不太明显的“峰
值” ,且 C2 值最高;从 7月 15日 ~ 8月15日 ,可溶性糖含量呈下降趋势 , C2下降最慢 , CK下降最快;到 9
月15日 ,各处理可溶性糖含量继续下降 ,直到 4个处理几乎处在同一水平;9月15日~ 10月 15日 ,可溶
性糖大幅度增加 ,从 9月 15日的 1.73%~ 1.82%增加到 10月 15日的 2.65%~ 3.98%,平均增加了近
1.50%,出现“最高峰值” ,说明在这 1个月中 ,可溶性糖在伊犁绢蒿地下部分大量积累 ,准备越冬;10月
23日的刈割对 4个处理有一定影响 ,从下降趋势看 , C2 下降最慢 , C0 下降最快 ,其值为 1.71%,这样的
·925·5期    侯钰荣等:伊犁绢蒿根系贮存性营养物质和渗透调节物质季节变化及对刈割强度的响应        
下降速度对下年的返青有很大影响 。图 2 ,表 2
图 2 不同采样时间根可溶性糖含量
Fig.2 The content of water soluble sugar of roots of S .transiliense in the
different growth periods
2.2 淀粉的动态变化
淀粉和可溶性糖都属于贮存性营养物质 ,淀粉在植物生长旺盛期间 ,其含量在植物体内会大量增
加 ,在逆境条件下会大量分解转化成其他物质供植物维持生命或返青 。5月 15日 ~ 7月 15日 ,淀粉含
量大幅度下降 ,说明刈割(4月 27日)对植物根系影响很大 ,使植物处于逆境 ,体内淀粉大量分解 ,一部
分用来维持生命 ,一部分用来转化成可溶性糖暂时贮存起来(图 2 ,可溶性糖缓慢增加);7月 15日出现
一个“最低点” , 7月 15日~ 10月 15日 ,淀粉含量一直在增加 ,其中 7月 15日 ~ 8月 15日增加最快 ,9月
15日~ 10月 15日增加缓慢 ,说明在 7月 15日 ~ 8月15日伊犁绢蒿进入休眠期 ,植株停止生长 ,淀粉大
量积累 ,8月 15日~ 10月 15日伊犁绢蒿一边维持自身生长状况 ,一边要进行营养物质的贮存 ,准备越
冬 ,10月 15日出现一个“最高峰值” ;10月 15日~ 11月 15日(10月23日刈割),由于刈割给植物带来逆
境 ,使得体内营养物质稍有下降。图3
图 3 不同采样时间根淀粉含量
Fig.3 The content of starch of roots of S .transiliense in the different growth periods
2.3 伊犁绢蒿根系贮存营养物质方差分析
4月 27日刈割后 ,在5月 15日~ 7月 15日 ,可溶性糖含量 C2 最高 ,但不同处理间差异不显著;8月
15日可溶性糖含量差异显著 ,除 C2 与 C5 之间没有达到极显著差异外 ,其他处理间均达到极显著差异
(P<0.01)。9月15日C0 和C5之间无差异 ,C2和 CK之间差异显著(P<0.05)。10月15日4个处理之
间达到极显著差异(P <0.01),10月 23日再次刈割 ,到 11月 15日 ,除 C2 和 C5之间无差异以外 ,各处理
·926·               新疆农业科学                 48卷
之间差异极显著(P<0.01)。而且可溶性糖含量下降。表2
表 2 刈割强度对伊犁绢蒿根系贮存营养物质的影响(%)
Table 2 The effect of storage nutrition substance in roots on different
mowing intensity of S.transiliense
处理 采样时间(月·日)
5·15 6·15 7·15 8·15 9·15 10·15 11·15
可溶性糖 C0 2.93±0.08a 3.27±0.09a 3.54±0.10a 2.05±0.05Bc 1.76±0.03ab 3.04±0.08Cc 0.73±0.07Cc
C2 3.00±0.06a 3.40±0.23a 3.63±0.51a 2.90±0.05Aa 1.82±0.07a 3.93±0.07Aa 2.35±0.08Aa
C5 2.96±0.01a 3.31±0.07a 3.52±0.10a 2.74±0.13Ab 1.81±0.04ab 3.48±0.09Bb 2.17±0.18Aa
CK 2.91±0.10a 3.26±0.09a 3.67±0.04a 1.83±0.01Cd 1.73±0.01b 2.65±0.10Dd 1.71±0.06Bb
淀粉 C0 7.59±0.20a 6.42±0.00a 5.15±0.12a 9.34±0.04Bb 9.77±0.21Cc 10.33±0.35Bb 10.14±0.03Cc
C2 7.95±0.11a 6.43±0.01a 5.28±0.04a 9.75±0.24Aa 11.02±0.04Aa 11.78±0.10Aa 11.25±0.11Aa
C5 7.79±0.26a 6.41±0.00a 5.21±0.01a 9.71±0.25Aa 10.43±0.13Bb 10.43±0.41Bb 10.24±0.02Cc
CK 7.66±0.18a 6.42±0.00a 5.24±0.05a 9.73±0.19Aa 9.94±0.13Cc 10.94±0.40bAB 10.77±0.03Bb
  注:同列大写字母不同者表示极显著性(P<0.01),同列小写字母具有不同者的表示差异显著(P<0.05)。下同
Note:means with the same letter are not significantly diff erent.The same as follow
伊犁绢蒿根系淀粉含量的变化与可溶性糖类似 ,除 C2 含量最高外 ,各处理间 5月 15日~ 7月 15日
期间同样差异不显著 。在 8月 15日 ,除 C0 外 ,其他处理仍无差异 。9月 15日 ,CK与 C0之间差异不显
著 ,其他差异极显著(P<0.01), 10月 15日 ,C2与其他处理均表现出差异性。同样 ,10月 23日再次刈割
后 ,到 11月 15日 ,淀粉含量也稍有下降。
综上所述 ,伊犁绢蒿根系中的贮存营养物质在 5月 15日 ~ 7月 15日不存在差异 ,说明春季刈割处
理对根系在前期影响不大 ,根系对刈割处理的响应存在明显的滞后性;而秋季刈割(10月 23日)使贮存
营养物质略有下降 ,且各处理间存在差异 ,说明伊犁绢蒿根系对秋季刈割处理反映迅速。
2.4 游离脯氨酸的动态变化
4月 27日刈割处理后 ,各处理间伊犁绢蒿根中游离脯氨酸含量从 5月 15日到 8月 15日 ,一直处于
增加趋势 ,8月 15日出现一个“最高峰值” ,而 8月 15日 ~ 9月15日游离脯氨酸含量又大量下降 ,可能原
因是天气变凉 ,适宜伊犁绢蒿生长 ,体内游离脯氨酸大幅度下降 ,但是到 10月 15日 ,天气变冷 ,植物体
内游离脯氨酸又开始增加 ,10月 23日 ,再次刈割后 ,伊犁绢蒿再次受到胁迫 ,体内游离脯氨酸又开始增
加 ,但是与春季相比 ,增加幅度不大 。图 4
图4 不同采样时间根游离脯氨酸含量
Fig.4 The contents of proline of roots of S.transiliense in the different growth periods
2.5 可溶性蛋白的动态变化
植物体内的可溶性蛋白大多数是参与各种代谢酶类 ,其含量是植物体内总代谢的一个重要指
标[ 22] 。可溶性蛋白在整个生长季节内除了 6月 15日出现一个“最高峰值”以外(其 C2 值为 20.43 mg/
g),其他时期含量变化不大 ,4个处理中 ,按其值大小排列 ,其顺序为 C2>C5>CK>C0(除 6月 15日外),
·927·5期    侯钰荣等:伊犁绢蒿根系贮存性营养物质和渗透调节物质季节变化及对刈割强度的响应        
说明适当地刈割可以促进植物生长发育 。图 5
图5 不同采样时间根可溶性蛋白含量
Fig.5 The content of soluble proteins of roots of S.transiliense in the different growth periods
2.6 伊犁绢蒿根系渗透调节物质方差分析
植物在正常生长条件下 ,体内游离脯氨酸含量很低 ,但遇到干旱 、低温等逆境时 ,游离脯氨酸便会大
量积累 ,并且积累指数与植物抗逆性有关[ 19] 。一般认为游离脯氨酸积累主要是由于胁迫刺激了从头合
成[ 24] ,刈割也是一种胁迫方式 。5月 15日 ~ 6月15日伊犁绢蒿根系中游离脯氨酸在 4个处理中差异不
显著 ,可见 ,游离脯氨酸在伊犁绢蒿根系中也存在滞后性 ,但 6月 15日的数值是 5月 15日数值的 21 ~
26倍 ,说明 4月27日的刈割对各处理影响较大 ,使游离脯氨酸在植物体内大量积累;7月15日~ 8月 15
日 ,游离脯氨酸含量仍然大量积累 ,原因是植物处于休眠期 ,植物生长脆弱 ,C2 含量最低 ,与其他处理之
间存在极显著差异(P <0.01);9月 15日 ,C2与其他处理之间差异显著(P<0.05);10月 15日 ,C2与其
他处理之间差异极显著(P <0.01),而 11月 15日 ,4个处理间均达到极显著差异(P<0.01)。可溶性蛋
白与游离脯氨酸相比 ,可溶性蛋白仅在 5月 15日各处理间差异不显著 ,6月15日 ,各处理间均达到极显
著差异(P<0.01),8月15日~ 9月 15日 ,各处理间差异性相似 ,即除 C0 与CK间差异不显著外 ,其他处
理间均达到极显著差异(P <0.01),10月 15日 ~ 11月 15日 ,除个别处理间差异不显著外 ,其他均差异
性极显著(P <0.01)。表 3
表 3 刈割强度对伊犁绢蒿根系渗透调节物质的影响
Table 3 The effect of osmosis-regulating substance in roots on different mowing
intensity of S .transiliense
处理 采样时间(月·日)
5·15 6·15 7·15 8·15 9·15 10·15 11·15
脯氨酸 C0 280.33±15.38a 7 447.22±327.17a 8 961.11±1 149.56Aa 18 594.44±920.35Aa 4 175.00±296.27Aa 9 402.78±694.49Aa 9 630.56±19.25Aa
(μg/g) C2 277.22±1.92a 5 930.56±178.21a 6 583.33±693.62Bb 9 583.33±993.87Cc 3 302.78±83.89Bb 6 547.22±198.84Bc 6 847.22±63.10Dd
C5 295.00±3.33a 6 686.11±2 360.34a 8 083.33±935.12Aab 13 727.78±674.40Bb 3 819.44±34.69ABa 8 891.67±577.35Aab 9 186.11±67.36Bb
CK 287.22±13.47a 6 580.56±197.44a 7 105.56±712.07Bb 13 983.33±2 236.32Bb 3 897.22±226.28Aa 8 108.33±389.80Ab 8 358.33±0.00Cc
可溶性蛋白 C0 16.50±0.28Aa 16.98±0.25Dd 13.63±0.18Cc 14.08±0.58Cc 15.56±0.10Cc 12.33±0.19Cc 11.15±0.34Cd
(mg/ g) C2 16.86±0.73Aa 20.43±0.36Bb 17.44±0.14Bb 18.45±0.13Aa 19.88±0.81Aa 17.60±0.34Aa 16.73±0.25Aa
C5 16.74±0.11Aa 23.53±0.05Aa 15.87±0.30Aa 16.88±0.10Bb 17.94±0.66Bb 15.39±0.13Bb 14.58±0.12Bb
CK 16.65±0.63Aa 18.85±0.51Cc 13.63±0.37Cc 15.99±0.19BCb 16.91±0.44BCb 14.46±0.95Bb 14.05±0.08Bc
3 讨论
3.1 在春季(4月 27日)对样方进行处理 ,在5月 15日~ 6月 15日伊犁绢蒿体内游离脯氨酸含量在各
处理间差异不显著 ,是因为处理时间与采样时间间隔太短 ,伊犁绢蒿根系在生理上的滞后性造成 ,但是
各处理的游离脯氨酸含量大幅度增加 ,可能原因是由于气温上升 ,土壤干旱 ,伊犁绢蒿从 4月 ~ 5 月 15
日以前的适宜环境(雪水融化后土壤湿润)进入 6月(春季无降雨 ,土壤特别干旱 ,来自当时野外记录本)
高温 、干旱期 ,伊犁绢蒿抵抗干旱胁迫能力强 ,出现游离脯氨酸含量大幅度增加现象;而进入 8月 15日
·928·               新疆农业科学                 48卷
以后 ,天气变凉 ,加之有降雨(8月 19日 、8月20日 、8月 24日 、8月26日 ,来自当时野外记录本),适宜植
物生长需要 ,所以8月 15日~ 9月 15日游离脯氨酸又大幅度下降 ,而到 10月 15日游离脯氨酸含量又
有所增加 ,可能原因是天气变冷 ,此时天气情况比 9月冷 ,不再适合植物正常生长 ,植物生长受到冷害胁
迫 ,体内游离脯氨酸又开始增加 ,但 10月 23日对各样方处理完后 ,11月 15日采样时 ,测得的游离脯氨
酸含量应该大幅度上升 ,但是其结果却几乎与 10月 15日含量相似 ,但从 7月 15日 ~ 11月 15日 ,各处
理间又存在显著性差异 ,不能说明不同刈割强度对伊犁绢蒿根系没有影响 ,但是刈割后其春季含量的变
化(5月 15日 ~ 6月15日的大幅度增加)和秋季(10月 15日 ~ 11月 15日的值几乎相同)含量的变化说
明刈割对各处理影响力度不同 ,造成其原因暂时定为刈割后需要较长一段时间伊犁绢蒿根系才能对地
上刈割做出反应 。
3.2 围栏是防止植物受到试验设计(刈割)以外的干扰胁迫 ,在 4个处理中 , CK 是不进行任何处理的
(其根系应该是自身发育的结果),但是从动态变化来看 ,CK与其他刈割处理的变化趋势是相同的 ,按正
常原理讲 ,外界胁迫(刈割)是可以改变植物原有的动态变化趋势的 ,例如在淀粉动态曲线中 ,5月 15日
~ 6月15日 ,光照充足 ,温度 、水分适宜 ,在这种情况下淀粉应该是大量合成的 ,但是为了适应不同刈割
强度 ,植物体内的淀粉一部分供植物维持生命继续生长 ,另一部分转换成其他物质(例如可溶性糖)贮存
起来了 ,但是CK与其他处理都表现出同样的趋势;可能原因是刈割仅改变伊犁绢蒿的生理指标值的大
小 ,其真正原因还有待于进一步研究。
4 结 论
4.1 研究表明 ,不同刈割强度对伊犁绢蒿生理生化指标有一定影响 ,从可溶性糖的变化规律来看 ,呈现
“升高※降低※再升高 ※再降低”的规律 ,而且在 10月 15日前后完成营养物质的积累 ,这与孙宗玖
等[ 25]研究结果相同 ,但峰值出现的时间与他们研究结果不同 ,其原因可能与当年气候因素有关:因为孙
宗玖等采样时间在 2005年 ,属于雨水平年(当时采样记录本记载),植物长势均匀一致 ,而此次试验采样
时间为 2008年 ,属于旱年(新疆统计年鉴表明:2008年全年降雨量为 160.5 mm ,而 2004 ~ 2007年年均降
雨量为259.9 mm),植物长势差 ,没有明显的生育期出现 ,以至于秋季不能完成结实。
4.2 从各处理的生理指标值来看 ,可溶性糖 、淀粉 、可溶性蛋白中 C2 值处于较高水平 ,游离脯氨酸中 C2
值最低 ,说明C2对胁迫有较高的抵抗能力 ,对伊犁绢蒿营养物质的贮存有一定的积极作用;戎郁萍
等[ 26]研究结果表明 ,在留茬 2 cm的刈割处理下新麦草再生速度最快 ,碳水化合物积累较多 ,与试验对
伊犁绢蒿得出的结论相似 。
参考文献:
[ 1] 赵明轩 ,谭成虎 ,何得元 ,等.驴驴蒿根系的研究[ J] .草业科学 , 1990 , 3(5):66-70.
[ 2] Jackson R B, Mooney H A , Schii le E D.A global budget for fine root biomass , surface area , and nutrients contents[ J] .Ecology , 2001, 94:7 362-7
366.
[ 3] 王辉 ,孙栋元 ,刘丽霞 ,等.干旱荒漠区沙蒿种群根系生态特征研究[ J] .水土保持学报 , 2007 , 21(1):99-122.
[ 4] Jackson R B, Canadell J , Mooney H A.A global analysi s of root distribution for terrestrial biomes[ J] .Oecologia , 1996 , 180:389-411.
[ 5] 李鹏 ,李占斌 ,澹台湛.黄土高原退耕草地植被根系动态分布特征[ J] .应用生态学报 , 2005 , 16(5):849-853.
[ 6] Andren O , Paustian K.Barley straw decomposition in the field:a comparison of models[ J] .Ecology , 1987 , 43:1-20.
[ 7] 孙启忠 ,赵淑芬 ,张志如 ,等.尖叶胡枝子地下生物量累积变化[ J] .干旱区研究 ,2007 , 24(6):805-809.
[ 8] Richads J H.Root growth response to defoliation in two Agropyron bunchgrass with an improved root periscope [ J] .Oecologia(Berlin), 1984, 64:21-
25.
[ 9] Coughnour M B.Graminoid responses to grazing by large herbivores:adaptation , exaptation , and interacting processes [ J] .Annals of the Missouri
Botanical Garden , 1985 , 72:852-863.
[ 10] Dormmar J F , S Smoliak ,W D Willms B D.Effects of grazing and abandoned cult ivation on a Stipa bouteloua community [ J] .Journal of Range
Management , 1994 , 47:28-32.
[ 11] Eddy van der Maarel , Argenta Titlyanova.Aboveground and belowground biomass relations in steppers under dif ferent grazing conditions[ J] .Oikos ,
1989 , 56:364-370.
[ 12] 王艳芬 ,汪诗平.不同放牧率对内蒙古典型草原地下生物量的影响[ J] .草地学报 , 1999, 7(3):198-203.
[ 13] 迟文峰 ,崔国文.不同刈割次数对紫花苜蓿根系中可溶性糖含量及越冬率影响的研究[ J] .四川草原 , 2006 ,(3):4-6.
[ 14] 章家恩 ,刘文高 ,陈景青 ,等.不同刈割强度对牧草地上部和地下部生长性状的影响[ J] .应用生态学报 ,2005 , 16(9):1 740-1 744.
[ 15] 郭正刚 ,刘慧霞 ,王彦荣.刈割对紫花苜蓿根系生长影响的初步分析[ J] .西北植物学报 , 2004, 24(2):215-220.
[ 16] 陶梦 ,赵军 ,安沙舟 ,等.伊犁绢蒿在放牧干扰下再生性的变化[ J] .新疆农业科学 , 2008, 45(1):115-119.
·929·5期    侯钰荣等:伊犁绢蒿根系贮存性营养物质和渗透调节物质季节变化及对刈割强度的响应        
[ 17] 孙宗玖 ,安沙舟 ,陶梦.伊犁绢蒿荒草地春季放牧强度与放牧始期的研究[ J] .新疆农业科学 , 2010 , 47(12):2 435-2 441.
[ 18] 张勇娟 ,赵军 ,安沙舟 ,等.围栏封育对伊犁绢蒿非结构碳水化合物的影响[ J] .新疆农业科学 , 2010 , 47(6):1 182-1 187.
[ 19] 陶梦 ,赵军 ,安沙舟 ,等.伊犁绢蒿在放牧干扰下再生性的变化[ J] .新疆农业科学 , 2008, 45(2):115-119.
[ 20] 靳瑰丽 ,朱进忠 ,陈乐宁 ,等.伊犁绢蒿荒漠受损草地植物群落春季演变趋势分析[ J] .草业科学 , 2007 , 24(10):26-30.
[ 21] 孙宗玖.伊犁绢蒿生物生态学的研究[ D] .乌鲁木齐:新疆农业大学博士学位论文 , 2008.
[ 22] 邹琦.植物生理学实验指导[M] .北京:中国农业出版社, 2000.
[ 23] 李合生.植物生理生化实验原理和技术[M] .北京:高等教育出版社 , 2000.
[ 24] Singh T N , Aspinall D , Palag L G.Proline accumulation and varietal adaptability to drought in barley:apotential metabolic meature of drought
resistance [ J] .Nature New Biology , 1972, 236:188-190.
[ 25] 孙宗玖 ,安沙舟 ,许鹏.伊犁绢蒿体内可塑性营养物质动态变化及分配特征的研究(简报)[ J] .草地学报 ,2008 , 17(2):151-156.
[ 26] 戎郁萍 ,韩建国 ,王培.刈割强度对新麦草产草量和贮藏碳水化合物及含氮化合物影响的研究[ J] .中国草地 ,2000 ,(2):28-34.
·930·               新疆农业科学                 48卷